進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國隧道工程發(fā)展迅猛，特別是隨著高速公路、高速鐵路、城市地鐵的大規(guī)模修建，呈現(xiàn)出建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高、速度快、長(zhǎng)度長(zhǎng)、斷面大、地質(zhì)復(fù)雜、工期短等顯著特點(diǎn)，并且高海拔、大埋深、高巖溫、強(qiáng)富水、擠壓性圍巖和不良?xì)怏w等隧道逐漸增多，城市復(fù)雜環(huán)境隧道和跨江越海水下隧道呈快速增長(zhǎng)之勢(shì)。這些隧道工程的建設(shè)對(duì)我國隧道修建技術(shù)的發(fā)展提出了很大的挑戰(zhàn)，也帶來了難得的發(fā)展機(jī)遇。對(duì)我國隧道修建技術(shù)發(fā)展而言，首先取得的成績(jī)是主要的，我們?cè)谳^短的時(shí)間內(nèi)建成了這么多地質(zhì)復(fù)雜的隧道工程，為我國的交通發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了突出的貢獻(xiàn)。已故王夢(mèng)恕院士曾直言：“只有隧道工程才可以使高速鐵路采用較大的曲線半徑穿山越嶺成為可能，沒有隧道工程技術(shù)的進(jìn)步，就沒有中國高速鐵路。”但是，我們也有很多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)值得總結(jié)，有不少隧道工程在建設(shè)過程中走了不小的彎路，造成了嚴(yán)重的后果，有的是發(fā)生重大安全事故造成人員傷亡和設(shè)備損壞，有的是拖延了項(xiàng)目工期，有的是增加工程投資造成了經(jīng)濟(jì)損失，也有的是給后期運(yùn)營帶來隱患甚至直接影響運(yùn)營安全。這些教訓(xùn)充分反映了我們的隧道設(shè)計(jì)還有很多不完善的地方，我們的施工技術(shù)還不夠先進(jìn)，我們的建設(shè)管理水平還需要進(jìn)一步提高。
　　隧道技術(shù)的發(fā)展，首要在設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)是技術(shù)進(jìn)步的龍頭。也只有先進(jìn)的設(shè)計(jì)，才能建造出精品工程。設(shè)計(jì)是有靈魂的，好的設(shè)計(jì)必須有科學(xué)的理論指導(dǎo)和正確的設(shè)計(jì)方法。當(dāng)前隧道設(shè)計(jì)工作中往往有幾種不良的傾向：有的設(shè)計(jì)直接照搬參考圖，缺乏針對(duì)性和靈活性，但事實(shí)上世界上沒有完全相同的兩座隧道，設(shè)計(jì)也要體現(xiàn)出個(gè)性；有的設(shè)計(jì)采用極其保守的工程措施，美其名日“寧強(qiáng)勿弱”，實(shí)際上是造成工程的浪費(fèi)，缺乏經(jīng)濟(jì)性，要知道不考慮經(jīng)濟(jì)性的方案不是好的設(shè)計(jì)方案；有的設(shè)計(jì)長(zhǎng)官意識(shí)太強(qiáng)，有些觀念本來就是錯(cuò)誤的，但我們的設(shè)計(jì)人員怕得罪上級(jí)，設(shè)計(jì)方案遵從長(zhǎng)官意志，結(jié)果這些工程往往經(jīng)不起歷史的考驗(yàn)。當(dāng)然，絕大部分設(shè)計(jì)人員還是想把設(shè)計(jì)搞好，但是一方面由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，難以準(zhǔn)確判斷出可供參考的工程案例，另一方面由于對(duì)設(shè)計(jì)方法了解不夠，難以設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的作品。寫作本書的目的，就是期望向廣大設(shè)計(jì)人員傳遞一個(gè)正確的設(shè)計(jì)思想，使其全面了解國內(nèi)外有關(guān)隧道設(shè)計(jì)的理論和方法，掌握隧道相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展和工程應(yīng)用實(shí)例，為可能遇到的相關(guān)技術(shù)難題提供參考。
　　本書之所以用“講”的形式進(jìn)行寫作，主要是考慮“講”寫起來更加靈活，更容易把深?yuàn)W的理論講清楚，“平面鋪展”與“縱向深入”相結(jié)合，基于當(dāng)前行業(yè)發(fā)展和隧道技術(shù)理念與方法創(chuàng)新的規(guī)律幫助讀者建立完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而拉近讀者與作者的距離，給讀者一種面對(duì)面交流的感覺。另外，每一講是一個(gè)獨(dú)立專題，都是圍繞隧道設(shè)計(jì)理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)介紹，講與講之間既有聯(lián)系，又重點(diǎn)突出、自成一體。
　　本書共分九篇，56講。首先為緒論，共分2講，主要介紹隧道設(shè)計(jì)的特征及基本要求，我國隧道工程取得的成就，以及隧道設(shè)計(jì)理論和方法的發(fā)展歷程。第一篇介紹隧道設(shè)計(jì)的基本理論和設(shè)計(jì)方法，共分9講，主要介紹隧道工程的力學(xué)理論、圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和分級(jí)、高速鐵路隧道空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)及工程對(duì)策，系統(tǒng)介紹國外的設(shè)計(jì)理論：新奧法、挪威法和巖土變形控制分析法，以及國內(nèi)隧道設(shè)計(jì)常用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和工程類比設(shè)計(jì)方法、特征曲線法以及最新研究成果圍巖變形控制設(shè)計(jì)方法。第二篇介紹支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，共分12講，首先介紹常用的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，包括解析設(shè)計(jì)方法以及荷載一結(jié)構(gòu)模型和圍巖一結(jié)構(gòu)模型兩種結(jié)構(gòu)計(jì)算方法；然后分別介紹礦山法隧道結(jié)構(gòu)體系中各部分的設(shè)計(jì)方法，包括超前支護(hù)設(shè)計(jì)、掌子面圍巖補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)、初期支護(hù)設(shè)計(jì)、二次襯砌設(shè)計(jì)、明洞與棚洞設(shè)計(jì)；最后介紹其他幾種施工工法的設(shè)計(jì)方法，包括TBM選型及設(shè)計(jì)、盾構(gòu)隧道管片設(shè)計(jì)、沉管隧道設(shè)計(jì)，以及隧道結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)。第三篇主要介紹特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，共分5講，包括洞口段設(shè)計(jì)、淺埋和偏壓段設(shè)計(jì)、超大跨度隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、近接隧道設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。第四篇主要介紹隧道的防排水設(shè)計(jì)，共分4講，包括圍巖滲透性及地下水控制、圍巖注漿堵水與加固設(shè)計(jì)、防水設(shè)計(jì)和排水設(shè)計(jì)。第五篇介紹特殊巖土與不良地質(zhì)隧道設(shè)計(jì)，共分10講，包括黃土隧道、風(fēng)積沙隧道、寒區(qū)隧道、多年凍土隧道、巖溶隧道、巖爆防治、擠壓性圍巖隧道、采空區(qū)隧道、膨脹性圍巖隧道和瓦斯隧道的設(shè)計(jì)方法。第六篇是特殊工法設(shè)計(jì)，共分3講，分別是凍結(jié)法、微振爆破設(shè)計(jì)方法和懸臂掘進(jìn)機(jī)銑挖法設(shè)計(jì)。第七篇介紹其他設(shè)計(jì)，共分6講，分別是輔助坑道設(shè)計(jì)、缺陷整治設(shè)計(jì)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、監(jiān)控量測(cè)、鐵路隧道運(yùn)營通風(fēng)和防災(zāi)救援設(shè)計(jì)。第八篇主要介紹幾個(gè)重大工程實(shí)例，共分5講，包括目前運(yùn)營最長(zhǎng)的關(guān)角隧道、在建最長(zhǎng)的高黎貢山隧道、獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)的獅子洋水下隧道、采用TBM法修建的西秦嶺隧道和采用沉管法修建的港珠澳大橋沉管隧道。本書內(nèi)容非常豐富，幾乎涵蓋了隧道設(shè)計(jì)有關(guān)的全部理論和方法。